動態平衡閥與靜態平衡閥的應用分析

黃煥敏

（中水珠江規劃勘測設計有限公司　廣州　510000）

在現代人們的生活當中，空調水系統的正常運行需要最大限度的實現其系統當中的阻力平衡現象，因此需要對其進行最大的改進，在此種情況下，一般都會采用同程水系統的方式來達到阻力的平衡現象。在這個過程當中，如果采用了異程水系統的方式，就會對力水之間存在的平衡問題產生破壞的現象。但是值得注意的是，在采用同程式的水系統當中，不同系統之間的環路也會產生阻力不平衡的現象，最終造成水力平衡的失調現象。因此需要平衡閥功能的充分應用和其本身具備的良好節能性，會使得水力平衡失調的現象得到有效的解決，最終實現和空調水系統的良好結合應用。在不同的平衡閥應用過程當中，需要根據實際情況來進行不同程度的使用。

1　動態平衡閥和靜態平衡閥

在水力平衡設備當中，總共分為靜態水力平衡和動態水力平衡這兩種設備。其中靜態水力平衡閥也被稱之為手動平衡閥、數字鎖定平衡閥，在其工作過程當中，主要是利用閥芯與閥座的開度改變來使得閥門內部的液體進行流動所產生的阻力來對流量產生調節的作用。其中閥門前后壓降的測量，可以根據閥門開度來計算出閥門調節之后的流量。利用此種方式，可以對系統的阻力起到作用，對水量當中的比例進行平衡的分配，從而達到熱平衡的作用。在閥門當中設有開啟度的度數、測量壓降的小閥門，保證在個水路系統的之路當中可以進行靜態平衡閥的適當安裝。對其進行精確調試之后，可以實現系統當中的環路水力平衡的現象，保證得出和設計相符合的流量，達到高效節能的效果。在回路水管當中進行靜態平衡閥的安裝，可以對截止閥進行省去，減少投資的成本問題。

在靜態平衡閥當中，對于流量和壓差以及開度的關系是相當明確的，具備了截止功能和調節功能。在對靜態平衡閥進行調節的過程當中，需要遵照先調平再調對的原則。從末端的最不利點進行調試，將各個之路當中的水平之路流量調節到平衡的狀態，之后對立管當中的總靜態平衡閥進行調節，保證其達到平衡的狀態之后，對總管當中的總靜態平衡閥或者變頻水泵進行流量的調節，最終使其末端的總體流量達到下降的現象，實現其水力平衡的現象。

2　潔凈室的空調水系統動態平衡閥的應用

在動態壓差平衡閥的工作原理中，如圖1所示，在供水管道進行靜態平衡閥的安裝，在回水管道當中進行了動態平衡閥的安裝，在兩者之間需要利用一根毛細管來進行導壓功能的實現，其中動態壓差平衡閥主要是由一根彈簧、一個膜片實現壓力恒定的功能來進行組成的。其中如果上游高壓端壓力為P1，則在經過末端回路之后所產生的壓力用P2進行表示，則在動態壓差平衡閥之間的壓力用P2來進行表示，對于上游高壓端的壓力和末端回路的壓力是保持平衡不變的，但是動態平衡閥差所消耗的壓降卻是不斷的在變化的。如果對于其中的系統的末端處于未關閉的狀態，則上游的壓力值就會不斷的變大，其中利用導管對動態壓差平衡閥的壓差就會隨之變大，因此多余的壓力就會由動態平衡閥來吸收。

圖1　工作原理圖

在動態壓差平衡閥的結構當中，動態壓差平衡閥的內部結構主要是由彈簧結構來共同構成的。如果在調試中，對彈簧的拉伸長度處于不斷的變化狀態當中，則閥門的開度也處于不斷變化的狀態當中。如果動態壓差平衡閥的值不斷變化，則利用動態壓差平衡閥是沒有辦法實現流量的平衡的，因此需要進行測量口的設置，實現對動態壓差平衡閥的穩定壓差的測量，如圖2所示。

在進行第一次系統充水時，可能會由于瞬間的壓力增加而對壓差閥內部的膜片產生破壞作用，因此需要在供水管道當中打孔，并且利用導壓用的毛細管的一頭來焊接到供水管道當中，對于另一頭則安裝到回水管道當中的動態壓差平衡閥當中，在這種設置下，其中的毛細管道可以對壓力的疏通起到一定的作用，對上游水的壓力進行疏通到動態壓差平衡閥內部的腔體內部。但是在這個過程當中，需要值得注意的是，在進行系統的首次充水的時候，由于其高速的流水，對于動態壓差平衡閥的膜片會造成嚴重的影響，甚至于影響壓差閥的正常穩定工作，如圖3所示。

圖2　動態差平衡閥圖

圖3　膜片狀況圖

3　靜態平衡閥在空調系統節能運行中的實際應用

在本文當中，主要以某地區當中的某個工程為主要的研究對象，其中在對其工程當中的空調系統進行設計的時候，只是滿足了夏季的供冷，對于冬季的采暖問題則沒有進行考慮。在該系統當中，總空調面積為12萬m2，總冷負荷為21837kW，平均冷負荷指標為181W/m2。在該區域內部的空調的末端裝置均采用單冷型分體式水/空氣式水源熱泵機組。在整棟商業城建筑劃分為C、D、E、F四區，各區設置一個集中冷卻水系統，除E區設有兩支供回水立干管之外，其它的三區均各設一支供回水立管；C、D、E、F分區分別各由5組、3組、8組和3組的閉式冷卻塔+冷卻水循環泵所構成的冷卻水系統，向本分區內的WSHP機組與新風機組供應冷卻水。在該區域當中的不同分區當中，所設置的冷卻水總管、總立管、各層管道、支管道等都采用的是異程配管的方式來進行輸配的，在該工程當中采用了靜態平衡閥來對其進行系統的平衡。在該區域當中，閥門的規格從DN20～DN200中選取安裝，共計2150個左右。

在對該區域內部的空調系統改造之后，發現該區域內部的個別設備存在著制冷效果相對較差、用戶投訴現象較多的現象，因此需要根據實際情況對各區域內部的設備進行了調查，調查結果如表1所示。

表1　CDEF區空調系統全面檢測統計表

從表1當中可以發現，在該工程當中的空調系統處于不平衡的狀態當中，其中冷卻塔的進出水溫差是相對較差的。經過分析可以是由于不同的原因而造成的。在各環路當中的空調存在著暫停使用的現象，從而對原官網的水力平衡沒有進行計算，也沒有做出相對應的調節。另外，在對物管工程技術當中，沒有對該區域內部的水力平衡做出充分的了解，造成了其靜態平衡閥的調節不到位的現象，最終對系統內部的水力平衡造成了嚴重的影響。

經過分析之后，可以得出造成此種現象的原因分為兩個方面，一方面是部分冷卻水環路中的靜態平衡閥流量偏差大，通過靜態平衡閥的壓差變化大，一般都是在0.6MPa以上的范圍內。另外一方面則是末端空調設備當中的Y型過濾器的堵塞現象相對嚴重，造成了管路當中的壓力偏大的現象。在此種情況下，需要對冷卻水泵的開啟臺數做出調整，保證冷卻塔當中的進出水溫的偏差保持在4～5℃的范圍內。并且還要對末端的空調涉筆進行過濾器的維修和更換，對用水量較大的空調設備增加動態平衡閥。

4　結語

綜上所述，在平衡閥的使用過程當中，可以對空調系統當中的水力平衡失調現象進行有效的調節。在不同的平衡閥當中，所具備的原理是不同的，因此需要進行不同的應用。其中靜態平衡閥可以對各支路當中的流量做出合理的分配，但是動態流量的平衡閥可以對需要訂水量的之路做出有效的分配，避免了其分支對于總體所產生的影響。因此在動態壓差平衡閥的調節當中，需要利用管理系統來進行分割成為不同的區域，最終形成合理的應用平衡閥來解決空調水系統當中的水力平衡失衡現象，保證系統可以高效節能的進行運行。

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